DE3141987A1

DE3141987A1 - Roentgendiagnostikeinrichtung

Info

Publication number: DE3141987A1
Application number: DE19813141987
Authority: DE
Inventors: Jörg Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Haendle
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1981-10-22
Filing date: 1981-10-22
Publication date: 1983-05-05
Also published as: US4442538A

Description

3H1987

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München VPA gj ρ 5 Q 9 8 OE

Röntgendiagnostikeinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Röntgenröhre, die ein fächerförmiges Strahlenbündel aussendet, mit einem Röntgenbildverstärker, mit Mitteln zur Erzeugung einer Bewegung des quer zu der Längsrichtung einer Lagerungsvorrichtung liegenden Strahlenbündels in dieser Längsrichtung, mit einer Bildaufnahmeeinrichtung und mit einem Sichtgerät zur Wiedergabe des auf den Röntgenbildverstärker einfallenden Strahlenprofils. Eine derartige Einrichtung wird zur Herstellung von Übersichtsaufnahmen verwendet. Eine solche Aufnahmetechnik wird in der Literatur als Scanned Projection Radiography oder Computer Radiography (CR) bezeichnet.

In der deutschen Patentanmeldung P 30 23 401.6 ist eine gattungsgemäße Röntgendiagnostikeinrichtung beschrieben. Durch eine an einer Röntgenröhre angebrachte Primärstrahlenblende wird ein fächerförmiges StrahlenbUndel abgelenkt, das einen Patienten durchdringt und den Eingangsleuchtschirm eines Röntgenbildverstärkers überstreicht. Auf dem Eingangsleuchtschirm erzeugt es ein strichförmiges Strahlenbild, das auf den Ausgangsleuchtschirm übertragen wird. Eine mit dem Röntgenbildverstärker verbundene Fernsehkamera nimmt die aufeinanderfolgenden strichförmigen Bilder auf, die in einem Meßwertumformer in ein Röntgenschattenbild umgesetzt werden, das auf einem Monitor dargestellt wird. Damit nur das Nutzsignal und nicht ein durch Streustrahlen erzeugtes Signal abgetastet wird,

Gse 5 Ler / 12.10.1981

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ist eine Löschvorrichtung vorhanden, die auf dem Target der Fernsehkamera eine Löschung unmittelbar vor dem Strichbild bewirkt. Für diesen Zweck ist in der Fernsehkamera eine zweite Elektronenkanone für einen zweiten Abtaststrahl vorgesehen, der dem bilderzeugenden Abtaststrahl voreilt. Wird dagegen nur ein Abtaststrahl verwendet, so muß ein Teil der Abtastzeit für die Löschung der das Strichbild begrenzenden Bereiche vorgesehen sein.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Röntgendiagnostikeinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß CR-Bilder mit hoher örtlicher Auflösung und hohem Signal/Rausch-Verhältnis entstehen, und bei der die durch Streustrahlen erzeugten Störstrukturen und weitreichenden Störeffekte beim Röntgenbildverstärker auf einfache Weise unterdrückt werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bildaufnahmeeinrichtung einen Festkörperbildwandler enthält, der auf den Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers ausgerichtet ist, und das eine Steuervorrichtung vorhanden ist, die die Bildübertragang vom Röntgenbildverstärker zum Festkörperbildwandler derart steuert, daß das strichförmige Bild auf dem Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers bei der Bewegung des Röntgenstrahlenbündels immer von dem Aufnahmebereich des Festkörperbildwandlers erfaßt wird.

Die Auswirkungen der Streustrahlen werden besonders gut eliminiert, wenn der Festkörperbildwandler aus einer linearen Reihe von Detektorelementen gebildet wird. Die Ausrichtung "des Festkörperbildwandlers auf das strichförmige Bild kann erfolgen, wenn die Steuer-

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vorrichtung mit einer Verschiebevorrichtung verbunden ist, die eine mechanische Verschiebung des Festkörperbildwandlers bewirkt. Ist die Bildaufnahmeeinrichtung mittels einer Optik, in deren parallelem Strahlengang ein Spiegel angeordnet ist, an den Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers angekoppelt, kann eine Ausrichtung des Bildes dadurch erfolgen, daß an dem Spiegel eine mit der Steuervorrichtung verbundene Schwenkvorrichtung angebracht ist, so daß der Spiegel geschwenkt werden kann. Eine elektronische Verschiebung kann erfolgen, wenn den Röntgenbildverstärker eine Ablenkvorrichtung umgibt, die mit der Steuervorrichtung verbunden ist und eine Verschiebung des Ausgangsbildes im Verhältnis zum Eingangsbild bewirkt, so daß das strichförmige Eingangsbild immer etwa in der Mitte des Ausgangsleuchtschirmes abgebildet wird. Eine besonders vorteilhafte elektronische Verschiebung kann mit geringem Aufwand erreicht werden, wenn der Festkörperbildwandler aus einer Matrix von Halbleiterelementen besteht und wenn die Steuervorrichtung mit dem Festkörperbildwandler verbunden ist und eine zellenförmige Auswahl der auszulesenden Bildelemente bewirkt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In der Figur 1 ist eine Röntgendiagnostikeinrichtung nach der Erfindung mit einer Röntgenröhre 1 dargestellt, die von einem Hochspannungsgenerator 2 gespeist wird.

Vor der Röntgenröhre 1 ist im Strahlengang eine Schlitzblende 3 angeordnet, bei der die Längsrichtung des Schlitzes senkrecht zur Zeichenebene liegt, so daß ein ebenso ausgerichtetes fächerförmiges Strahlenbündel entsteht. Die Schlitzblende 3 kann von einer Bewegungs-

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vorrichtung 4 quer zur Längsrichtung des Schlitzes verschoben werden. Nachfolgend befindet sich im fächerförmigen Strahlenbündel ein Patient auf einer Lagerungsvorrichtung 5, über den in seiner Längsrichtung das Strahlenbündel bewegt wird. Das Strahlenbündel erzeugt * "' auf dem Eingangsleuchtschirm eines Röntgenbildverstärkers 6 ein strichförmiges Strahlenbild, das auf dem Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers 6 in ein optisches Bild umgewandelt wird. Eine Optik 7 überträgt das Bild auf eine Fernsehkamera 8, der ein Videoverstärker 9 nachgeschaltet ist. Über einen Umschalter 10 wird das Videosignal in einen Bildspeicher 11 eingelesen und auf einem Sichtgerät 12 dargestellt. In dem parallelen Strahlengang der Optik 7 ist ein halbdurchlässiger Spiegel 13 angeordnet, der die Strahlen teilt und ein Bild auf einen Festkörperbildwandler 14 wirft. Dem Festkörperbildwandler 14 ist ein Verstärker 15 nachgeschaltet., der mit dem Umschalter 10 verbunden ist.

Der Festkörperbildwandler 14 kann, wie verstärkt gezeichnet dargestellt ist, aus nur einer linearen Reihe von Detektorelementen bestehen, deren Längsrichtung senkrecht zur Zeichenebene liegt. Dieser Festkörperbildwandler 14 wird von einem Taktgeber 16 angesteuert, der von einer Steuervorrichtung 17 angesteuert wird. Die Steuervorrichtung 17 ist mit einem in der Bewegungsvorrichtung 4 angeordneten Weggeber und mit einer Schwenkvorrichtung 18 verbunden, die mechanisch mit dem Spiegel 13 gekoppelt ist. Dadurch wird eine synchrone Ablenkung des fächerförmigen Röntgenstrahlenbündels und des strichförmigen Bildes erreicht, so daß das strichförmige Bild, das über den Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers 6 wandert, immer auf den linearen Festkörperbildwandler 14 ausge-

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richtet ist. Die einzelnen Strichbilder werden zeilenweise in den Bildspeicher 11 eingelesen und anschliessend als Fernsehbild ausgelesen.

Der Spiegel 13 kann aber auch unbeweglich, starr montiert sein, wenn dafür der Festkörperbildwandler 14 mechanisch verschoben wird. Dies kann dadurch erfolgen, daß eine Verschiebevorrichtung 19 mit dem Festkörperbildwandler 14 mechanisch gekoppelt ist, die von der Steuervorrichtung 17 synchronisiert wird.

Wird die Steuervorrichtung 17 mit dem Hochspannungsgenerator 2 verbunden, der eine elektronische Ablenkung des Elektronenstrahles in der Röntgenröhre 1 und somit eine Verlagerung des Fokus bewirkt, kann eine feststehende Schlitzblende 3 verwendet werden. Durch die Verlagerung des Fokus wird somit eine Ablenkung des fächerförmigen Röntgenstrahlenbündels erreicht.

Eine Verschiebung läßt sich aber auch auf elektronischem Wege erreichen. So kann beispielsweise der Festkörperbildwandler 14, wie dargestellt, aus einer Matrix von Halbleiterelementen bestehen, die von dem Taktgeber 16 gesteuert synchron mit der Ablenkung des fächerförmigen Röntgenstrahlenbündels zeilenweise eingeschaltet und ausgelesen werden. Zur Ansteuerung dieses Festkörperbildwandlers 14 kann der Taktgeber 16 so ausgeführt sein, daß eine Zeile auf Aufnahme geschaltet wird, während die vorhergehende Zeile ausgelesen wird und alle übrigen Zeilen gelöscht werden. Dadurch wird eine vollständige Elimination der durch Streustrahlen erzeugten Störsignale erreicht.

Eine elektronische Ablenkung des Bildes kann aber auch bei linearem Festkörperbildwandler 14 erreicht werden,

JHI -g- VPA 81P 50 9 8 DE

wenn an der Steuervorrichtung 17 ein Ablenkgenerator angeschlossen ist, der mit einer magnetischen Ablenkvorrichtung 21 verbunden ist, die um den Röntgenbildverstärker 6 angeordnet ist, und eine Ablenkung der Elektronenstrahlen im Röntgenbildverstärker 6 bewirkt. Es kann anstelle der magnetischen Ablenkung auch eine elektrostatische Ablenkung mit Elektroden im Röntgenbildverstärker realisiert werden.

Wird, wie in dem gezeigten Beispiel, neben dem Festkörperbildwandler 14 eine Fernsehkamera 8 verwendet, so läßt sich diese Röntgendiagnostikeinrichtung zwischen einem normalen Durchleuchtungsbetrieb und einem CR-Betrieb durch den Umschalter 10 umschalten. Dadurch ist ein spezielles CR-Gerät nicht erforderlich.

Durch die Verwendung eines Festkörperbildwandlers lassen sich Aufnahmen mit größerem Signal/Rausch-Verhältnis erstellen, da der Festkörperbildwandler eine wesent lieh höhere Dynamik als eine konventionelle Video-Aufnahmeröhre aufweist. Gegenüber den bekannten röntgenstrahlenempfindlichen Detektorelementen verbessert sich ebenfalls das Signal/Rausch-Verhältnis, weil der Röntgenbildverstärker durch seine hohe Intrinsic-Ver-Stärkung ein höheres Ausgangssignal erzeugt.

1 Figur

6 Patentansprüche

Claims

3 U198? ₅₀ 9 _{8 DE}

Patentansprüche

[Λ/ Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Röntgenröhre (1), die ein fächerförmiges Strahlenbündel aussendet, mit einem RöntgenMldverstärker (6), mit Mitteln (3, 4) zur Erzeugung einer Bewegung des quer zu der Längsrichtung einer Lagerungsvorrichtung (5) liegenden Strahlenbündels in dieser Längsrichtung, mit einer Bildaufnahmeeinrichtung (8, 14) und mit einem Sichtgerät (12) zur Wiedergabe des auf den Röntgenbildverstärker (6) einfallenden Strahlenprofils, dadurch gekennzeichnet , daß die Bildaufnahmeeinrichtung (8, 14) einen Festkörperbildwandler (14) enthält, der auf den Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers (6) ausgerichtet ist, und daß eine Steuervorrichtung (17) vorhanden ist, die die Bildübertragung vom Röntgenbildverstärker (6) zum Festkörperbildwandler (14) derart steuert, daß das strichförmige Bild auf dem Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers (6) bei der Bewegung des Röntgenstrahlenbündels immer von dem Aufnahmebereich des Festkörperbildwandlers (14) erfaßt wird.
2. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkörperbildwandler (14) aus einer linearen Reihe von Detektorelementen gebildet wird.
3· Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüehe 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (17) mit einer Verschiebevorrichtung (19) verbunden ist, die eine mechanische Verschiebung des Festkörperbildwandlers (14) bewirkt .
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I
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4. Röntgendiagnostikeinrichtung, bei der die Bildaufnahmeeinrichtung (8, 14) mittels einer Optik (7), in deren parallelem Strahlengang ein Spiegel (13) angeordnet ist, an den Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers (6). angekoppelt ist, nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Spiegel (13) eine mit der Steuervorrichtung (17) verbundene Schwenkvorrichtung (18) angebracht ist, so daß der Spiegel (13) geschwenkt werden kann.
5. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Röntgenbildverstärker (6) eine Ablenkvorrichtung (21) umgibt, die mit der Steuervorrichtung (17) verbunden ist und eine Verschiebung des Ausgangsbildes im Verhältnis zum Eingangsbild bewirkt, so daß das str-ichförmige Eingangsbild immer etwa in der Mitte des Ausgangsleuchtschirmes abgebildet wird.
6. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; daß der Festkörperbildwandler (14) aus einer Matrix von Halbleiterelementen besteht und daß die Steuervorrichtung (17) mit dem Festkörperbildwandler (14) verbunden ist und eine zeilenförmige Auswahl der auszulesenden Bildelemente bewirkt.